活性炭生产工艺.doc

活性炭的生产工艺
木质材料炭化过程发生什么变化？
木材、木屑、树根、果核和果壳等木质材料的炭化，是把它放在炭化设备内加热，进行热分解。在热解过程，发生一系列复杂化学反映，产生很多新生产物，木质材料发生了变化。
根据热分解过程的温度变化和生成产物的情况等特性，炭化过程大体上可分为如下四个阶段。
1. 干燥阶段
这个阶段的温度在120—150摄氏度，热解速度非常缓慢，重要是木材中所含水分依靠外部供应的热量进行蒸发，木质材料的化学组成几乎没有变化。
2. 预炭化阶段
这个阶段的温度为150—275摄氏度，木质材料热分解反映比较明显，木质材料化学组成开始发生变化，其中不稳定的组分，如半纤维素分解生成二氧化碳、一氧化碳和少量醋酸等物质。
以上两个阶段都要外界供应热量来保证热解温度的上升，所以又称为吸热分解阶段。
3. 炭化阶段
这个阶段的温度为275—400摄氏度，在这个阶段中，木质材料急剧地进行热分解，生成大量分解产物。生成的液体产物中具有大量醋酸、甲醇和木焦油，生成的气体产物中二氧化碳含量逐渐减少，而甲烷、乙烯等可燃性气体逐渐增多。这一阶段放出大量反映热，所以又称为放热反映阶段。
4. 煅烧阶段
温度上升到450—500摄氏度，这个阶段依靠外部供应热量进行木炭的煅烧，排出残留在木炭中的挥发性物质，提高木炭的固定碳含量。这时生成液体产物已经很少。
应当指出，事实上这四个阶段的界线难以明确划分，由于炭化设备各个部位受热量不同，木质材料的导热系数又较小，因此，设备内木质材料所处的位置不同，甚至大块木材的内部和外部，也也许处在不同热解阶段。
炭化对原料的规定
炭化的原料很多，薪材、森林采伐剩余物、森林抚育时消除的杂木、木材加工厂的剩余物，如木屑等都可以进行炭化。除木屑为粒状，需采用特殊炭化炉炭化外，其他原料多以木段为主，都适合大多数炭化炉或炭窑炭化原料的规定。
炭化原料树种可分为三类：第一类为硬阔叶材，如水青冈、麻栎、苦槠、榆等；第二类为软阔叶材，如杨、柳、椴等；第三类为针叶材，如马尾松、南亚松、湿地松等。要生产出高质量的木炭，以适合冶金工业和二硫化碳工业等工业部门使用，炭化原料应选用硬阔叶材，而针叶材常用来生产松木炭，用于制造活性炭。
炭化材最佳大小均匀，一般规定直径不大于10厘米，若直径太大，应把它劈开，劈裂线长度规定小于12厘米。炭化材的长度以炭化炉或炭窑的高度决定，若大材不劈开，因木材的导热性差，炭化时产生的气体混合物，由木材内部通向外部，所需通过的途径很长，炭化时间也长。会导致木材机械强度下降。
供炭化的薪材多属萌芽林，故最佳在秋冬季采伐，此时，树木处在休眠阶段，树液停止流动，根部贮存物质，不受损害，利于来年萌芽更新；并且秋季天气晴朗，相对湿度小，木材含水量低，伐下的薪材易干燥，可缩短炭化时间，减少燃料消耗，生产的木炭裂缝少，质量高。
此外，腐朽木、病害枯死的木的木材，均不宜作炭化原料，由于腐朽木材炭化时，木炭疏松、易碎和容易自燃，大大减少木炭质量。
如何进行筑窑烧炭？
炭窑修筑前，都要进行窑址选择，对窑址有如下规定：
1. 附近资源丰富，原料和木炭的运送比较方便；
2. 靠近水源，但又不会受到地表水冲刷淹没，或积聚雨水；
3. 土质坚实，最佳是能耐火烧的粘土；
4. 坡度较小，又有堆放原料和木炭的地方；
5. 假如是山坡地，选择的山坡方向要使筑成的炭窑燃烧室通风口朝向常风的方向，有助于通风和燃烧。
现以猪头窑为例子，说明炭窑的筑造过程。
在选好的窑址上，画一个等边三角形，其中一个顶角，用于联接燃烧室，这个顶角应朝常风方向。三角形边长约2.1米并修成弧形，在线内向下挖1米深左右，即为炭化室。在燃烧室对面炭化室后下方正中挖烟道腔和排烟孔，孔高14厘米，宽18厘米，炭化室前端略高于后端。在炭化室前端三角形顶角打一排横向木楔后即进行装柴，薪材直立装入炭化室中，质量好的上等薪材装在后面，中档的装在中间，质量差的下等材装在最前面，装材细头向下，粗头向上，中心略高于四周，使薪材堆成拱形。上面盖上一层稻草，在炭化室的后面两个边角上放上二个藤圈，在炭化室的中前部近边线上也放上二个藤圈，这四个藤圈作为烟孔。然后沿四周铺泥土，筑窑盖，边铺土，边打紧，锤打得越紧越好，窑盖筑好后，将烟孔中的泥土挖去，并铺上松土。
在炭化室前面筑燃烧室，燃烧室前端低于后端。
筑好窑型后就可进行烘窑，烘窑时，在燃烧室点火，火力不要太猛。假如烘窑速度太快，炭窑将不够坚实，火烧去木楔，形成通道，逐渐烧入炭化室，待烟孔松土发白时，把松土挖去，从烟孔冒出白烟，当烟色转青时，将烟孔盖上，打开烟道口，使烟气从烟道口冒出，烟色变青时，将所有孔口堵塞，进行闷窑，经2天冷却后，炭窑即成型固定，在窑的侧面开一个出炭门，进行出炭，以后可以继续装柴烧炭，其过程和前面烘窑相同，只是烧炭时间较短，正常的烧炭周转时间约3—4天。
移动式炭化炉如何烧炭？
移动式炭化炉用2毫米厚的薄钢板焊接，由炉下体、上体和顶盖叠接而成。炉下体为空心圆台体，距离下端20毫米高的弧面上，间隔等距离地开通风口和烟道各4个，通风口和烟道上分别装有通风管和烟囱，炉下体的内部设有4块扇形炉栅，中央竖立一个点火通风架。炉上体直径比下体略小，性状相同。炉顶盖中央设一个点火口，用点火口盖来封闭它。炉体全高1525毫米，有效容积2.75立方米，一次解决原料量2.2层积立方米。
移动式炭化炉对原料的规定为：炭材长1米，直径3—8厘米；点火材长25厘米，直径5厘米；燃料材长50厘米，直径5厘米，含水率规定在25%以下。
烧炭时，将炉下体放在平地中心，装入4块扇形炉栅，炉上体放在炉下体的凹槽上，点火通风架竖立在炉栅中央，烟囱和通风管分别插在烟道口和通风口上。
点火材呈井字形平放在点火通风架上；制炭材直立地装在炉内，大头向上，大径级和含水率较高的装在炉体中央；制炭材的顶端横铺一层燃料材。
炉顶盖放在炉上体的凹槽上，为了密封，各层的凹槽内均用沙土填满，炉下体外缘填一层厚250毫米的泥土并夯实。
用明子等易燃材料点火，从炉顶盖上的点火口投入炉内，将点火材和制炭材顶端的燃料材点燃，并不断地添入燃料材；当烟囱口温度达成60摄氏度，盖上点火口，并用沙土填入凹槽内密封。
当炭化进行4—5小时，炉内制炭材的干燥阶段结束。当烟囱口烟气由白色变黄色时，逐步关闭通风口插板。
当通风口出现火焰，烟囱口冒青烟，烟囱内发出嗡嗡响声，预示炭化过程结束。立即用泥土封闭通风口，再过30分钟，将烟囱除去，封闭烟道口。炉内温度冷却至40摄氏度时；开炉出炭。木炭得率为25%左右，木炭含水率为6%。
多槽炭化炉如何进行木屑炭化？
木屑是一种多孔隙松散的物料，在炭化时，特别要注意木屑是热的极不良导体这一性质，所采用的设备形式，应考虑如何加快传热和传热均匀的问题。否则炭化将不能完毕。多槽炭化炉是根据木屑特性而设计的专用木屑炭化设备。
多槽炭化炉每台炉有14个立式炭化槽，每个炭化槽的两侧为烟道，一台炉内共有15个烟道，炉的内部用耐火砖，外部用青砖砌成，炉长7米，宽4.5米，每炉设五个燃烧室，每一燃烧室与炉内的3个烟道相通，燃烧烟气在炉内烟道中分5层曲折上升至顶部，与烟囱连通，烟囱高10米，高温烟气在运动中将热量通过隔墙间接地传给炭化物料。炭化产生的蒸汽气体通过房顶排气罩排空，炉顶设加料室，原料由此加入炭化槽，每个炭化槽均有一个卸炭口，卸炭口设在与燃烧室相反的一面。
生产时，一方面在燃烧室点火，加热炭化槽，待温度升至300摄氏度时开始投料，直至加满为止，每个炭化炉第一次投料可投下松木屑1400—1700公斤，待部分木屑炭化后，在各炭化室内上下搅动一下，以免炭化室内木屑之间存有空隙引起灰化，在搅动时，被木屑阻留在炭化室内的气体往往会连同烟火一齐上扬，灼伤人体，应特别注意安全。对炭化室进行搅动后，便可进行第二次投料，投料量600—800公斤。在炭化过程中，当炭化槽冒出青烟或无烟，加料口和出炭口外部没有火焰冒出，炭化槽内物料呈暗红色，不冒火星时，表白炭化结束，即可出炭。出炭时，把出炭门打开，用长柄铁耙把炭粉耙入铁桶内，立即用湿炭粉盖上，以防炭粉灰化。
每炉投料量为2—2.5吨木屑，炉温约700摄氏度，炭化时间随原料含水率而异，约4—8小时，每炉可得木屑炭300—400公斤，耗煤1.5—1.7吨。
这种炭化炉结构简朴，容易砌造，操作易掌握；但耗煤量大，炭得率低，质量不够均匀，高温操作，劳动强度大。
木炭的性质
1. 木炭的外部形态 质量高的木炭断面具有黑色光泽，敲打时发出响亮清脆的金属声。在不同的温度下烧制的木炭，其外部形态是不同的。在低于250摄氏度时烧制的炭，表面带褐色，不易敲断，燃烧时有火焰；300—350摄氏度烧制的木炭表面呈黑色，当烧制温度达500摄氏度时，敲打时，木炭发出响亮金属声。
2. 木炭的固定碳 固定碳是一个假定的概念，它是在规定的高温，一般为850—950摄氏度下，不通入空气进行煅烧时的无灰分的木炭。一般的木炭也许含70%—80%的固定碳。随煅烧温度升高，木炭中固定碳的相对含量增长。
3. 木炭的挥发分 木炭在高温下煅烧时放出一氧化碳、二氧化碳、氢、甲烷和其他碳氢化合物等气态产物称为挥发分。
烧制木炭的温度在300—700摄氏度以内时，随着温度的升高，木炭煅烧时所分出的挥发分的组成发生下列变化：二氧化碳、一氧化碳和甲烷的含量逐渐减少，而氢的含量逐渐增长。烧炭的温度升高时，木炭的发热量增高，而气体的发热量减少。
4. 木炭的机械强度 木炭的机械强度表达它对压碎和磨损的抵抗能力，它在木炭的转装和运送上以及在冶金工业应用上有很大意义。转载的次数愈多，在熔铁炉的炉胸中，木炭受到上部炉料强大压力，而由上向下移动时，则受到炉料块和炉胸壁的强烈摩擦，假如木炭变成碎屑，气体难以通过炉料，熔铁炉的操作就会发生故障。
木炭强度沿纵向较高，径向较低，而弦向最低。当烧制木炭最终温度相同时，木炭强度随烧炭时间的增长而增长。
5. 木炭的比重和孔隙度 木炭的比重因树种、木材的质量、炭化的最终温度和升温速度而不同。一般比重大的木材烧成的木炭比重也大。木炭孔隙度决定木炭大部份性质，如反映能力、导热性、吸附性等。
6. 木炭的发热量 木炭的发热量与炭化温度有关，炭化温度高，木炭碳素含量大，发热量也较高。
7. 木炭的灰分 木炭烧完后成为白色或淡红色的物质称为灰分。木炭中灰分含量随烧制温度、树种、被炭化木块和树皮的比例、树木的立地条件、砍伐季节、运材和烧制方法而不同。一般烧制温度愈高，灰分含量愈大，由阔叶材烧制的木炭其灰分含量比针叶材高；树皮含灰量比木材高。
木炭的用途
1. 冶金工业
以前木炭就用来冶炼铁矿石，木炭与焦炭熔炼的生铁，即使化学组成相同，其结构与机械性质仍不相同。木炭冶炼的生铁一般具有细粒结构，铸件紧密，没有裂纹的特点，用木炭生产的生铁含杂质少，适于生产优质钢。
在有色金属生产中，木炭常用作表面助熔剂，当有色金属熔融时，表面助熔剂在熔融金属表面形成保护层，使金属与气体介质分开，既可减少熔融金属的飞溅损失，又可减少熔融物中气体的饱和度。
大量木炭还用于结晶硅生产，生产结晶硅用的木炭不应具有生炭头和过多的灰分。
2. 渗碳剂的制造
凡是规定表面具有较高的硬度和耐磨性，而中心具有良好韧性的所有钢制品都要进行渗碳。用来对钢制品进行渗碳作用的含碳混合物称为渗碳剂。单纯木炭的渗碳效果较差。因此常用木炭作为原料，再加入一定数量的接触剂，制成渗碳剂。
3. 二硫化碳生产
木炭是制造二硫化碳的最佳原料，用来制造二硫化碳的木炭，应当是坚硬、容积重大、灰分和水分含量小，固定碳含量高。
生产1吨二硫化碳约需0.5吨的木炭。
4. 木炭砖的压制
碎木炭运送很不方便，并且用途也受到限制，用压制木炭砖的方法能使价值很小的碎木炭变成优质燃料。木炭砖具有吸湿性和吸水性小、比重大和热值高的优点，并且在使用过程有很高的机械强度。煅烧过的木炭砖在燃烧时无烟，不产生炭尘。木炭砖可用于冶金、移动式气化炉等。
活性炭的种类和用途
活性炭是具有发达孔隙结构、有很大比表面积和吸附能力的炭。每克活性炭的总表面积可达1500平方米以上。
活性炭的种类很多，按原料不同可分为植物原料炭、煤质炭、石油质炭、骨炭、血炭等等；按制造方法可分为气体活化法炭、即物理活化法炭；化学活化法炭，即化学药品活化法炭；化学——物理法活性炭；按外观形状可分为粉状活性炭、不定型颗粒活性炭、定型颗粒活性炭、球形炭、纤维状炭、织物状炭等；按用途可分为气相吸附炭、液相吸附炭、糖用炭、工业炭、催化剂和催化剂载体炭等。
活性炭具有吸附性能、催化性能，它不溶于水和其他溶剂，具有物理和化学上的稳定性。除了高温下同氧接触、同臭氧、氯、重铬酸盐等强氧化剂反映外，在实际使用条件下都极为稳定。由于活性炭作为吸附剂的优异特性，所以活性炭的用途非常广泛。
我国活性炭目前多在葡萄糖、医药和味精生产中使用，在环境保护、作催化剂和催化剂载体中的应用还不够广泛。
我国粉状活性炭使用情况如下：
用于医药 占59.8%
用于口服葡萄糖 占26.6%
用于食品工业 占10.8%
用于其他方面 占2.8%
我国颗粒活性炭使用情况如下：
用于合成纤维载体 占51.2%
用于聚氯乙烯载体 占13.0%
用于空气、水净化 占23.5%
用于合成脱硫 占7.7%
用于其它 占4.6%
值得注意的是，不同方法制得的活性炭，它的选择吸附性会不同，各有一定合用范围，使用不妥则效果不佳。
活性炭生产的发展情况
1. 国外活性炭生产的发展概况
八十年代，世界活性炭生产能力约70万吨/年。重要生产国为：美国15万吨/年，原苏联9万吨/年，日本7万吨/年，德国7万吨/年，英国6万吨/年，法国5万吨/年，荷兰4万吨/年，意大利2万吨/年。预计近年来尚有较大幅度增长。
活性炭生产之所以有如此迅速的发展，这应归功于应用领域的扩大和活性炭自身的不可替代性。活性炭被广泛用于液相和气相中起吸附、脱色、精制、分离、催化及催化剂载体等。在发达国家活性炭在环境治理方面用量约占总量的1/3，重要是水源、饮水净化及工业废水、生活废水解决。
近年来，国外在新产品开发方面，一是采用多种原料，多种工艺研制出具有特殊性能的活性炭。二是采用对活性炭进行二次加工的方法研制出多种高效能、多功能的活性炭制品，使活性炭呈现新的活力。
2. 国内活性炭生产的发展概况
我国活性炭生产在党中央改革开放的总方针指引下有了很大发展。1981年产量为1.2万吨，1982年上升到了3万吨，1983年达3.5万吨，1987年为4.5万吨，1991年为6万吨，1995年产量已突破8万吨，全国出口量达成5.3万吨，我国已成为活性炭生产大国。
近年来，许多公司进一步开发产品品种的原材料来源，向着产品的高、精、尖方向发展，成为外销产品的基地；无论在设备引进、消化吸取、改造或制造工艺方面。近年来均有长足的进步；在品种研究上，不仅形成系列多品种，并且在炭纤维、炭分子筛、高比表面积、高吸附值活性炭的研究方面也取得了较大进展；不少厂家在减少能耗、治理污染、提高社会效益和经济效益方面做了大量工作，取得了较好的成效。
活性炭的吸附特性
活性炭与其他吸附剂如硅胶、沸石、活性白土等相比较，具有许多特点。
1. 有较发达的孔隙结构，比表面积大
活性炭具有发达的孔隙结构，除了活性分子筛以外，孔径分布范围较广，具有孔径大小不同的孔隙，能吸附分子大小不同的各种物质。同时具有大量的微孔，因而比表面积很大，吸附力也大。活化方法对制得活性炭的孔隙大小有很大影响。
2. 活性炭的表面特性
活性炭的表面性质因活化条件而不同，高温水蒸汽活化的活性炭，表面多含碱性氧化物，而氯化锌活化的活性炭，表面多含酸性氧化物，后者对碱性化合物的吸附能力特别大。活性炭具有的表面化学性质、孔径分布和孔隙形状不同，是活性炭具有选择性吸附的重要因素。
3. 催化性质
活性炭作为接触催化剂用于各种异构化、聚合、氧化和卤化反映中。它的催化活性是由于炭的表面和表面化合物以及灰分等的作用。
活性炭在化学工业中常用作催化剂载体，即将有催化活性的物质沉积在活性炭上，一起用作催化剂。这时，活性炭的作用并不限于负载活化剂，它对催化剂的活性、选择性和使用寿命都有重大影响，它具有助催化的作用。
4. 化学性质稳定、容易再生
活性炭的化学性质稳定、能耐酸、耐碱，所以能在较大的酸碱度范围内应用；活性炭不溶于水和其他溶剂，能在水溶液和许多溶剂中使用；活性炭能经受高温高压的作用，由于它的催化活性，在有机合成中常作为催化剂或载体。
活性炭使用失效时，可用各种方法多次反复再生，使其恢复吸附能力，再用于生产。假如再生得法，可达成原有的吸附水平。
活性炭在国防建设及工农业生产等各个领域的使用情况
活性炭作为吸附剂具有优异特性，现已在工业、农业、国防、科技以及人民生活各个领域中广泛使用，成为国民经济不可缺少的重要物质。
1. 气相吸附方面的应用
（1）废气净化和回收 用于净化工业上排放的有害气体，如废烟气的脱硫等；回收挥发散失的溶剂如丙酮、酯类、苯、汽油等。
（2）防御毒气和有害气体 在国防和民用工业中用活性炭装填各种防毒面具，制造防御放射性物质的纺织品。
（3）原子能设施中的应用 用于捕集和去除泄漏的放射性物质。
（4）其它 用活性炭填充气体钢瓶，增长贮存气体的容量；用于香烟滤嘴滤除尼古丁等。
2. 液相吸附方面的应用
（1）食品工业 用于葡萄糖、饴糖、味精、油脂、酒等的脱色精制，除去色素、胶质和其它杂质。
（2）医药工业 用于抗菌素、解热药、维生素、注射用针剂等除去色素、杂质等。
（3）化学药品 用于各种有机和无机药品，如酯类、酚类、柠檬酸、草酸等的脱色精制。
（4）环境保护 用于净化用水，解决废水等。
（5）其它 在冶金工业中用于回收金、银、钯等贵重金属。
3. 作为催化剂和催化剂载体
活性炭自身有各种催化活性，可单独作催化剂，应用于卤化、氧化脱氢等化学反映中。某些活性炭也是优良的催化剂载体，应用在醋酸乙烯酯合成、卤化、氧化、聚合等反映中。
4. 在医药方面的应用
活性炭作为外用药，用于烂疮、化脓化创伤，也可用于内服药治疗腹泻。活性炭能吸附病毒、细菌毒素、药物等，可用于治疗中毒或过量服药的病人。
5. 在农业和其它方面的应用
活性炭施用于土壤中，能促进氮的生物固定作用，除去农药对作物的毒害等。此外，活性炭还用作制造锌—空气电池的电极。
什么叫化学药剂活化法？氯化锌为什么能使炭活化？
用氯化锌和其他化学药物作为活化剂生产活性炭的方法，称为化学药剂活化法，简称化学法。常用的化学药物有氯化锌、磷酸，也有用硫酸钾和硫化钾的，国内重要用氯化锌作为活化剂。
氯化锌的活化作用重要是：
1. 氯化锌对植物原料中的纤维素起润胀、胶溶以致溶解作用，药液渗透到原料内部，溶解纤维素而形成孔隙。
2. 氯化锌在高温下具有催化脱水作用，使原料中的氢、氧原子以水的形式分离出来，使更多的碳保存在原料中，提高了活性炭的得率。用氯化锌作活化剂，能减少活化温度，活化时产生的焦油颜色明显变浅，这说明木屑的活化过程与通常的热解反映有所不同。
3. 氯化锌在炭化时能起骨架作用，即它们在原料被炭化时给新生的碳提供一个骨架，让碳沉积在它的上面。新生的碳具有初生的键，有吸附力，能使碳与氯化锌等锌化物结合在一起。当用酸和水把氯化锌等无机成分溶解洗净之后，碳的表面便暴露出来，成为具有吸附力的活性炭内表面积。这种作用最明显的体现是：活性炭的孔隙总容积随锌屑比的增大而增大。并且当锌屑比大时，可以制得过渡孔较发达的活性炭，锌屑比小时，又可制得微孔较发达的活性炭。
氯化锌连续法生产粉状活性炭的工艺流程
氯化锌连续法生产粉状活性炭的工艺流程如下：
1. 木屑的筛选和干燥
木屑由斗式提高机送到振动筛筛选，选取6—40目木屑，由鼓风机输送到旋风分离器，分离后的木屑落如贮仓中。然后进行气流干燥，木屑由贮仓下面圆盘加料器定量连续地落入螺旋进料器，加入热风管，由热风炉来的热空气高速气流带走及干燥，木屑含水率由本来的40%左右下降到15%—20%，干木屑在旋风分离器分离后落入干木屑贮仓。
2. 氯化锌溶液的配制
氯化锌溶液的配制是根据生产的规定，配制规定浓度的氯化锌溶液。配制时，将回收工序回收的浓度约40波美度的锌液，用泵泵入配锌池中，再加入固定氯化锌和盐酸，配制成规定浓度和酸碱度的氯化锌溶液，或直接用水配制亦可，然后用泵泵入浓锌池备用。
3. 捏和
用泵将浓锌池的氯化锌液泵入浓锌液高位槽，由于木屑贮仓下部落下的木屑用斗式提高机提高至计量槽，一定量的木屑放入捏和机，同来自高位槽的定量浓锌液拌和后，倒入回转炉的料斗中。
4. 炭、活化
由料斗下部的圆盘加料器和螺旋进料器将木屑加入回转炉，从炉的另一端通入热烟道气，将木屑炭化和活化，活化料落入出料室，定期取出，用小车推到回收工序的斗式提高机加料处。
5. 回收、漂洗
开动斗式提高机，将活化料加入回收桶回收氯化锌。先用25—30波美度的氯化锌溶液洗涤，得到的浓锌液送往配制氯化锌溶液，再用较稀的锌液洗涤，洗涤时加入适量盐酸，并将溶液加热到70摄氏度以上，使氧化锌转变为氯化锌。最后规定洗涤液的浓度降至1波美度以下。回收过的炭用水冲入漂洗桶中，用90摄氏度以上的热水漂洗，第二次漂洗时加入适量盐酸，并加热至沸腾，以除去炭中的铁质，直至洗液不含铁为止。
6. 离心脱水、干燥和粉磨
活性炭在离心机中脱水，然后在外热式回转干燥器中干燥至含水率4—6%，再送往球磨机磨粉即为成品。
此外附设专门的废气、废水解决系统，以回收烟气中的氯化锌和盐酸，消除公害。
氯化锌活化对原料的规定
氯化锌法生产粉状活性炭的原料重要是木屑，生产糖用炭时，最佳使用杉木屑和松木屑，纯杉木屑更好。新鲜的松木屑含松脂较多，不利于氯化锌溶液的渗入，假如存放一段时间，使挥发成分自行挥发和氧化后再使用则较为有益。但存放时间不宜过长，以免木屑腐烂变质。当生产其它活性炭品种时，可使用多种树种的混合木屑。对木屑规定为：粒度6—40目，不含板皮、木块、泥沙和铁屑等，含水率为15%—20%。
为了使工艺操作稳定，木屑需用振动筛进行筛选，选取符合规定的木屑颗粒，并除去杂质，以免影响产品质量。
筛选好的木屑含水率约40%。一般采用气流干燥器进行干燥。它由热风炉、风机和干燥管组成。干燥管由钢板制成，直径300毫米，高20米左右。木屑送入干燥管，由热风炉送来的120—150摄氏度的热空气带动木屑，以8米/秒的速度通过干燥管，干燥后的木屑含水率降到15%—20%，经旋风分离器回收。
木屑的干燥，有的工厂采用回转炉。木屑间接被烟道气加热而干燥。生产时，木屑由加料口一端进入筒体内，随着筒体的转动及一定的坡度慢慢向前移动，烘干的木屑连续由出料口卸出。由燃烧室烧煤产生的烟气先在筒体外面流过，加热筒体，然后进入筒体内部的烟管，以便充足进行热互换，最后排入烟囱。操作时，应根据炉温情况，控制好加料量。同时炉温不能太高，以防木屑燃烧。
氯化锌溶液的配制
氯化锌溶液的浓度因生产活性炭的品种而异，氯化锌溶液的配制是指配制成规定浓度的氯化锌溶液，它是保证锌屑比的一个重要因素。应选用洁白、易吸水潮解、含量96%以上的工业氯化锌。
因活性炭用途不同，使用氯化锌制炭时，规定也不同，简述如下：
糖用活性炭的配方规定是：
氯化锌溶液在60摄氏度时，浓度为50—57波美度，溶液的pH值为3.0—3.5。
药用活性炭的配方规定是：
氯化锌溶液在60摄氏度时，浓度为45—47波美度，溶液的pH值为1.0—1.5。
配制时，在配锌池中，将固体氯化锌溶于回收工序回收的氯化锌溶液中。若回收的锌液不够用时，也可用水进行配制，当达成规定的波美度时，再用盐酸调整溶液的pH值。
波美浓度是氯化锌法生产厂中广泛使用的表达溶液浓度的一种方式。用波美比重计浸入溶液中所测得的度数表达浓度。用0Be?FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN">作符号。如50波美度可写成500Be?FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN">。
氯化锌溶液的波美浓度与温度有一定的关系，当百分浓度一定期，随着温度的升高，波美浓度减少。所以对于氯化锌溶液的波美浓度，必须注明溶液的温度。例如，要配制60摄氏度下的45—46波美浓度的氯化锌溶液，若在30摄氏度下，就应配成46—47波美浓度。
氯化锌溶液的波美浓度（0Be?FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN">）与温度（摄氏度）的关系、氯化锌溶液的波美浓度与相对密度和百分浓度的关系，可从有关图表中查得。
捏和工序的目的和工艺条件
捏和工序的目的，是为了将木屑与氯化锌溶液，借助捏和机中一对之字形搅拌桨不断搅拌，反复揉压，使它们混合均匀，加速氯化锌溶液向木屑内部渗透。
捏和在捏和机中进行。捏和机用耐酸钢制成，为卧式半圆形槽，槽内有一对之字形的搅拌器，容积一般采用0.5立方米，间歇操作。捏和机设有一个传动机构，按下这一机构的按纽，能使捏和机半圆形槽转动一个角度，以便把锌屑料倾倒入回转炉的料斗中。
为了操作方便，捏和工序还设立木屑计量装置和氯化锌溶液高位槽和计量装置。木屑计量装置由运送木屑的斗式提高机、磅秤和料斗组成，它能准确控制每次捏和木屑的重量。氯化锌溶液高位槽下部有一条管子连到捏和机上部，以便把定量氯化锌溶液均匀喷射到捏和机中，与木屑进行混合。
捏和时，工艺木屑的重量与氯化锌溶液的重量之比，称为料液比，有时又称浸渍比。
捏和的工艺条件为：
1. 生产工业用活性炭
木屑含水率（%） 15—20
60摄氏度时氯化锌液浓度（波美度） 45—47
氯化锌液pH值 1—1.5
料液比 1：3
捏和时间（分钟） 10—15
2. 生产糖用活性炭
木屑含水率（%） 15—20
60摄氏度时氯化锌液浓度（波美度） 50—57
氯化锌液pH值 3—3.5
料液比 1：4—5
捏和时间（分钟） 10—15
回转炉如何操作？其炭化、活化的工艺条件如何？
回转炉是锌屑料炭化、活化制取活性炭的一个关键设备。回转炉为卧式，内径1米，长13米。筒体为钢板制成，内衬耐火砖。在筒体中部外面装有大齿轮，借以推动筒体转动。两端各有一对托轮，支承筒体重量。炉头和炉尾均有密封装置。安装的倾斜度为2—5度。
回转炉为连续操作，锌屑料由圆盘加料器和螺旋送料器送入炉尾。物料借助筒体转动和倾斜度缓慢地向炉头移动。在炉头设有燃烧室，燃烧原油或煤气，产生的高温烟气直接进入炉中，由炉头向炉尾流动，与物料逆流直接接触。在炭化过程中，形成带粘性的塑性物料，粘附在炉壁上，结块成痂，堵塞炉膛。为了防止堵塞，在炉内装有链条串连好的星形刮刀，让它随着筒体的转动，不断地撞击炉壁，将粘在炉壁上的结块物料刮下。
活化好的物料称活化料，从炉头落入出料室，并定期取出，送往回收工序。废烟气从炉尾经烟道进入废气回收系统。
开炉时，先启动转炉，再点火升温，待炉尾温度升至300摄氏度左右，开始加料。假如需要停炉，先停止进料，继续保持一定的炉温，待炉内物料所有排出后，方熄火停炉。热炉未完全冷却之前，每隔数分钟至20分钟转动筒体一次，防止筒体变形。
回转炉炭化、活化的工艺条件如下：
活化区物料温度（摄氏度） 500—600
炭化、活化时间（分钟） 约40
炉内充填系数（%） 15—20
筒体转速（转/分钟） 1—3
炉内压力 略带负压
炉头烟气温度（摄氏度） 700—800
炉尾烟气温度（摄氏度） 200—300
出料间隔时间（分钟） 20
氯化锌法生产活性炭回收工序的目的
在活化料中具有70%—90%的氯化锌和含锌化合物。回收的目的就是将这部分氯化锌和含锌化合物收回，减少活性炭生产时氯化锌的消耗，以减少产品的成本。
氯化锌的回收操作属于浸提方法，即用不同浓度的氯化锌溶液（简称锌水）和少量工业盐酸加入活化料中溶解氯化锌和氧化锌，再过滤分离。
回收是在回收桶中进行。回收桶是由钢板制成，为圆筒体。桶的壳体内外均用辉绿岩胶泥涂刷。在桶的内侧衬上辉绿岩板。桶的下部有用钢筋和辉绿岩粉浇铸的过滤板。
操作时，将活化料加入回收桶中，先用浓度较高的回收锌水加入活化料中，并加入约为活化料重量5%的盐酸，使活化时生成的氧化锌转变为氯化锌。
在反映过程中，要充足搅拌。反映完毕后静置数分钟，启动真空抽气阀，将回收桶内的氯化锌溶液抽入真空桶，然后再放入耐酸缸。一般第一次回收的氯化锌溶液浓度可达40波美度以上，可送往配制氯化锌溶液。经第一次回收后，依次将低浓度的锌水用泵打入回收桶中，使锌水盖过炭面，这样进行多次回收，得到浓度高低不同的回收锌水，分别放置于耐酸缸中，供下次回收用。直至上次留下的各种浓度的锌水用完后，再用热水洗涤，洗涤液也收入耐酸缸内。直至炭中的氯化锌含量低于1%为止。
漂洗的目的是什么？如何漂洗？
漂洗的目的是除去来自原料和加工过程中的各种杂质，使活性炭的氯化物、总铁化物、灰分等含量和酸碱度都达成规定的指标。漂洗分两个环节进行，一方面是加入盐酸除去铁类化合物，因此称为酸洗，又称酸解决或叫“煮铁”；另一方面是加碱中和酸，除去氯根，并用热水反复洗涤，故叫水洗。
漂洗的两个环节都在同一个漂洗桶中进行。漂洗桶由钢板制成，圆筒体状。桶的壳体内外都用环氧树脂泥粘贴数层玻璃纤维布，内侧再衬一层耐酸瓷砖，在桶的底部装有过滤板。
漂洗时，运用回收桶与漂洗桶的安装位差，将活性炭用水由回收桶冲入漂洗桶中。放出部分水后，关好底部放水阀门，然后加入活化料量5%左右的盐酸，通入开口蒸汽，煮沸2小时。这时，混在炭中的杂质与盐酸发生反映，本来不溶于水的氧化铁和氧化钙等杂质，变成氯化铁和氯化钙的水溶物，随水除去。
酸解决后，将桶内酸水放出，用热水连续漂洗数次，水温要保持在60摄氏度以上。由于过量盐酸不容易被水洗净，故加入适量的纯碱中和，并调整桶内水溶液的pH值在7—8。再用开口蒸汽加热15分钟左右，将水放出。再用热水连续洗涤，至炭中氯根含量小于0.16%为止。总的水洗时间为4—6小时。
离心脱水、干燥和粉磨？
离心脱水
漂洗好的炭用水从漂洗桶冲入贮炭槽中。采用卧式活塞推料离心机使活性炭的含水率降到60%—65%。操作时，先开动砂泵，将贮炭槽中的漂洗炭和水一起泵入高位炭槽中，然后开动高位炭槽的搅拌机，使炭与水混合。再开动离心机，待离心机运转平稳后，打开高位槽底部阀门，让炭水进入离心机进行脱水。炭送往干燥，而甩出的水具有许多细炭，经沉淀回收细炭后再排放废水。
干燥
干燥的目的是使活性炭的含水率减少到10%以下。干燥的方法很多，较常用的是回转干燥炉。回转体由钢板制成，圆筒体直径约1米，长7米，安装于加热炉内，用烟道气间接加热。湿炭由加料口的一端进入筒体内，由于筒体的倾斜度和转动使物料向前移动，至出料口连续卸出。回转干燥炉内的料温规定在120—130摄氏度。操作时，要根据炉温控制加料量，防止干炭出现火星。这种干燥炉因炭粒能在筒体内翻动，干燥速度较快。此外，干燥炉采用间接加热，避免了炭与干燥介质直接接触，因而减少了炭被污染的也许性。
粉磨
粉磨的目的是为了增长活性炭的外表面积。常用球磨机粉碎到120目—200目。定型的球磨机是连续进料和出料，一般根据产品的颗粒度来调整进料量。为了避免活性炭在球磨过程中增长铁含量，一般球磨机内镶衬一层硬木板，并采用卵石或瓷球粉碎。有些工厂，也采用雷蒙粉碎机进行粉磨。
氯化锌间歇式生产粉状活性炭的工艺流程
现以某生产厂为例，其工艺流程如下：
原料木屑经皮带运送机送入振动筛经8—16目筛网进行筛选，合格木屑落入加料斗中，再由另一架皮带运送机送入回转干燥机进行干燥，干燥后木屑含水率为10%—15%。干木屑由送料风机输送到旋风分离器，木屑落入贮料仓中备用。
固体氯化锌放入地下配锌池中，用回收来的浓锌液或水进行溶解，配制成符合规定的氯化锌溶液，再用泵打入浸料池与木屑相拌。
木屑由贮料仓放入浸料池中，再泵入配好的氯化锌液，在浸料池内均匀的搅拌、浸渍。浸渍好的锌屑料由皮带运送机送到炭化炉前，铲入炭化炉进行炭化。锌屑料炭化后称为炭化料由小车推往活化炉进行活化，活化后的物料称为活化料。
活化料装入加料斗称重后，由卷扬机提高倒入回收桶，加入热水和盐酸进行回收。初次回收液浓度较高，放入浓锌水池，由地下沟道流到配氯化锌溶液工序的地下锌水池，以作配料用。以后几次回收的低浓度氯化锌液，分别放入不同浓度的锌水缸中，作下次回收之用。把回收好的炭用水冲入浸泡桶，加热水并通入蒸汽进行蒸煮，称为“煮铁”，除去铁盐，煮后放出废酸水流入地下沟，把炭冲入漂洗桶，加热水并通入蒸汽进行洗涤。
漂洗合格的活性炭放入三足式离心机甩干，甩干后的炭集中于加料斗，经皮带运送机送到回转干燥机干燥。
干燥后的炭由卷扬机提高倒入球磨机进行粉磨。最后包装入库。
浸渍工序的目的是什么？如何操作？
氯化锌法间歇式生产粉状活性炭，为了减少机械设备投资，木屑与氯化锌溶液的混合不是采用捏和机进行捏和，而是采用浸料池，用浸渍的方法，将氯化锌渗入木屑，起到捏和机捏和的作用。
浸渍的操作方法，不同厂家略有差异，但都大同小异。
浸渍一般采用浸渍池，又称浸料池。它是在地面上，用砖和耐酸水泥砌的池子，池子长3米、宽2米、深1米。池子外表面贴耐酸瓷片，以防腐蚀，池底设立排液管，供浸渍后排出多余的氯化锌溶液。
浸渍时，将符合规定的木屑投入浸渍池中，然后开动锌水泵，将已配制好，并经检查合格的氯化锌溶液均匀地浇在木屑上，直至氯化锌溶液盖过木屑为止，浸渍8—12小时后，打开浸渍池底的排液口，让多余的氯化锌溶液流到锌水池中，2小时后，便可将锌屑料运往炭化工序炭化。
有些工厂，采用一定固液比进行拌料，混合均匀后淹渍8—10小时，并需不时地翻拌，以求锌屑均匀混和。锌屑混和料加锌液不必过多，以手捏成块，不滴水为宜。制作不同用途活性炭，其拌料的工艺条件如下：
糖用活性炭
氯化锌溶液浓度（波美度） 53—54
配制氯化锌液的温度（摄氏度） 高于40
氯化锌溶液的酸碱度（pH值） 3—3.2
木屑与氯化锌溶液重量比 1：4
浸渍时间（小时） 8以上
药用活性炭
氯化锌溶液浓度（波美度） 46—47
配制氯化锌液的温度（摄氏度） 高于50
氯化锌溶液的酸碱度（pH值） 1—1.5
木屑与氯化锌溶液重量比 1：3
浸渍时间（小时） 8以上
锌屑料的炭化
锌屑料的炭化在敞开式平底炭化炉中进行。这种炭化炉是间歇操作的。
炭化炉是用铸铁板或6.5厘米厚的耐火陶瓷板拼接铺成平底炭化床，因此称为平板炉。在炭化床的下面，有均匀分布的耐火砖墙作支撑，铸铁板或耐火陶瓷板就架设在这些支撑上面。在平底炭化床的下前方有燃烧室，燃料在这里进行燃烧，燃烧后产生的烟道气，均匀分布于平底炭化床下面加热铸铁板或耐温陶瓷板，然后由后面集烟道通往烟囱。在平板炭化床正上方，安装废气罩，在炭化过程中产生的废气由此罩通往室外。
炭化时，将锌屑料放入炭化炉中，规定炉温在400—600摄氏度，料温在200—300摄氏度，要保持炉火均匀，定期翻料，防止结块。当炭化料变得松散，不结块，乌黑油光时，即可出料，快速将炉内的炭所有扒出。炭化时间为30—60分钟。
平板炉砌造简朴，但铸铁板与氯化锌接触，易发生腐蚀，板面产生凹凸不平、翘起甚至烧穿，使用寿命短。同时，锌屑与铁板接触，会使物料铁含量增长的缺陷。为了避免上述缺陷，有的厂家则采用耐火陶瓷板代替铸铁板。此外，由于炭化炉是敞开式是，有毒氯化锌气体会溢出充满车间，严重影响工作环境。
炭化的锌屑料如何活化？
活化在普通砖和耐火砖砌的活化炉中进行，为间歇操作。我国某活性炭生产厂活化炉的结构如下：
炉体长7米、宽2.5米、高1.8米。活化炉内部用耐火板及耐火砖砌成，外部为普通砖结构。炉头设燃烧室，均用耐火板和耐火砖砌成，采用活动梯形炉排，燃料燃烧后产生的高温烟道气，提成四道进入炉床下部，从下面加热炉床后，烟道气经炉尾集火道转向上火道时，集中成一道，在炉